Методы получения изделий из пластических масс

Переработка пластмасс - это комплекс технологических про­цессов, обеспечивающий получение полуфабрикатов или изделий из пластмасс с использованием специального оборудования.

Технологический регламент получения изделий из пластмасс включает помимо основного процесса формования изделий це­лый ряд других мероприятий и операций. Одними из начальных этапов этого процесса являются проектирование рациональной конструкции изделия и формующих инструментов (формы, на­садки, головки и др.), а также выбор метода переработки и его технологического режима, разработка рецептуры композиций, яв­ляющейся оптимальной для данного метода переработки и качества получаемых изделий.

Собственно процесс переработки включает в себя составление композиций и подготовку их к формованию путем гранулирова­ния, таблетирования и сушки; изготовление изделий определенной формы и размера, а также последующую их обработку с целью по­вышения свойств и уровня качества путем термической обработки, а также подработки для удаления некоторых дефектов и т. д.

Переработка пластмасс в изделия осуществляется одним из следующих способов: экструзией, литьем под давле­нием, формованием в прессформах, формованием в штампах, вакуумным и пневматическим формованием, сваркой, склейкой, механической обработкой.

На выбор способа оказывает влияние вид пластмасс (термореактивные или термопластичные), конфигура­ция и геометрические размеры изделия, вязкость или те­кучесть пластмассы и т. д.

Экструзией (формование выдавливанием) получают изделия из термопластов в виде бесконечных труб, стержней, лент и т. п. на червячных прессах (экструдеpax).

Исходные материалы, загружаемые в пресс через бункер, нагреваются с помощью вмонтированных в прессводяных, паровых или электрических нагревателей, пе­ремешиваются и нагнетаются шнеком в формообразую­щий мундштук. Выходящее из пресса изделие охлажда­ется воздухом или водой и разрезается на части нужной длины.

Литье под давлением - способ формования изделий из термопластов в вязко-текучем состоянии в литьевых машинах. Исходный материал из бункера через дозатор посту­пает определенными порциями в обогреваемый цилиндр машины. Разогретый до вязко-текучего состояния мате­риал подается поршнем или шнеком через сопло цилинд­ра в прессформу, заполняет ее полость и выдерживается в ней в течение некоторого времени (1-2 минуты) для фик­сации формы изделия. Затем прессформа раскрывается и из нее извлекается готовое изделие.

Формование в прессформах - наиболее широко рас­пространенный способ изготовления изделий из термо­реактивных пластмасс. Прессование производится на гидравлических прессах под давлением 10-25 МН/м² (100-250 кгс/см²). Прессматериал поступает в нагре­тую до 130-200⁰С прессформу. Под действием темпера­туры и давления прессматериал размягчается и заполня­ет всю полость прессформы, которая через некоторое время, достаточное для отверждения материала, рас­крывается, и изделие выталкивается.

Формование в штампах применяется для изготовле­ния изделий незамкнутого контура (стекла кабин, обте­кателей, козырьков и др.) из листовых термопластов (винипласта, органического стекла, полиэтилена). При формовке детали выдерживают в штампах под опреде­ленным давлением до температуры 40-45°С. Затем от­формованное изделие охлаждается в штампе для фикса­ции полученной им конфигурации. Для получения поверхности лучшего качества применяют штампы, изго­товленные из дерева или песчано-клеевой массы, а ра­бочие поверхности пуансона и матрицы оклеивают зам­шей или байкой.

Вакуумное и пневматическое формование исполь­зуется для изготовления деталей сложной пространст­венной формы (колпаков и деталей для оптики и свето­техники) из листового термопласта (органического стек­ла) с достаточно высокими оптическими свойствами, так как во время формования предварительно подогре­тый материал не скользит по оформляющей поверхности штампа. Роль пуансона или матрицы выполняет упру­гая среда - атмосферное давление или сжатый воздух. Вакуумное и пневматическое формование применяется также при изготовлении крупногабаритных изделий и из некоторых термореактивных пластмасс с высокопрочны­ми наполнителями (стеклянным волокном, стеклянной тканью).

Сварка как - метод обработки пластмасс применяет­ся для соединения деталей из термопластов контактным методом с присадочным материалом или без него.

Термопласты, имеющие ограниченную пластичность при нагревании (винипласт, фторопласты и др.) свари­ваются с применением присадочного материала в виде прутков или пасты. Реактопласты (например, стеклопластики) свариваются с присадочным материалом ТВЧ и без него или ультразвуком.

Присадочные материалы в виде прутков, подогретые горячим воздухом, а присадочные пасты в холодном со­стоянии плотно укладываются в паз между соединяемы­ми деталями. После этого детали прижимают друг к другу и прогревают.

Без присадочного материала свариваются термопла­сты, приобретающие высокую пластичность в нагретом состоянии (полиэтилен, полиамиды и др.). В этом слу­чае свариваемые поверхности, тщательно пригнанные, прижимают друг к другу под давлением 0,2-0,3 МН/м² (2-3 кгс/см²) и прогревают токами высокой частоты, ультразвуком или другим способом. Взаимная диффу­зия макромолекул приводит к соединению свариваемых поверхностей с прочностью, равной прочности основного материала.

Склеиваниеявляется одним из способов соединения пластмасс между собой, а также с металлом и другими материалами. Клеевое соединение прочнее, надежнее и экономичнее соединений на заклепках. Органическое стекло также хорошо склеивается 3%-ным раствором полиметилметакрилата в дихлорэта­не, однако склеенная им поверхность становится мато­вой, что является существенным недостатком. Прочность клеевого соединения зависит от правиль­ного подбора клея, качества подготовки склеиваемых поверхностей, толщины клеевой пленки, точности соблю­дения режимов склеивания, конструкции соединения.

Каландрование- это процесс непрерывного формования по­лимерного материала путем пропускания его расплава через зазор между вращающимися валками каландра. При каландровании рас­плавленная полимерная композиция проходит через ряд зазоров разной величины. При этом происходит увеличение ширины ленты материала при одновременном ее утоньшении, в результате чего получается полотно заданной толщины и ширины.

Метод каландрования используют для получения пластин, лис­тов и пленок из термопластов.

Изделия и полуфабрикаты из пластмасс можно подвергать так­же механической обработке, сварке, склеиванию, отделке (напри­мер, полировке), декорированию (например, гравировке на поверх­ности, горячему тиснению, раскрашиванию, металлизации)